[發明專利]串聯形式機器人的逆運動學通用求解方法

有效

• 申請號: 201310296056.1
• 申請日: 2013-07-15
• 公開（公告）號: CN103390101A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 魏延輝;何爽;簡晟琪;杜振振;王澤鵬;周衛祥;李光春;許德新
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于串聯形式機器人的逆運動學求解方法，其特征是：

首先將已知的機器人工作構形按照關節形式進行分解，對機器人關節根據運動形式分解成相應的基本關節的形式；將機器人所有的關節按照基本運動關節的形式通過統一基本關節自動建模方法建立模型；按照機器人的拓撲關系建立機器人整體運動學模型，按照構形平面理論，將工作構形分解成若干個構形平面，對可進行平面化處理的工作構形進行簡化；對分解后的構形平面采用自動求解方法計算其工作空間；依據每個構形平面的工作空間，采用空間向量投影的方法進行構形平面匹配，從而得到連接構形平面的關節模塊的廣義運動量；最后根據匹配的每個構形平面姿態和位置要求，對組成構形平面的各個關節的廣義運動量進行求解，進而得到所有的運動關節的廣義運動量，從而完成機器人逆運動學的求解過程。

2.根據權利要求1所述的串聯形式機器人的逆運動學求解方法，其特征在于，所述的機器人關節運動學模型統一形式為：

cosθ-sinθsinβ-sinθcosβ-hsinθsinβ0cosβ-sinβhcosβ+l+wsinθcosθsinβcosθcosβhcosθsinβ0001]]>

當該模塊是回轉模塊時，θ為相應的回轉角度，若為其他模塊時，θ為零；當該模塊是搖擺模塊時，β為相應的擺動角度，若為其他模塊時，β為零；當該模塊是搖擺模塊時，h為搖擺中心到其與下一個模塊連接面的長度，若為其他模塊時，h為零；當該模塊是回轉模塊或連接模塊時，l為回轉中心到其與下一個模塊連接面的長度，若為其他模塊時，l為零；當該模塊是移動模塊時，w為相應的移動量，若為其他模塊時，w為零。

3.根據權利要求1或2所述的串聯形式機器人的逆運動學求解方法，其特征在于，所述的構形平面劃分原則為：

(1)距離不變、姿態角不變：平面內可能有回轉模塊和連接模塊，其工作空間僅為一個點；

(2)距離變化、姿態角不變：平面內不僅可能有回轉模塊和連接模塊，還必須有移動模塊，其工作空間為一條直線；

(3)距離不變、姿態角變化：平面內不僅可能有回轉模塊和連接模塊，并且有且只有一個搖擺模塊，其工作空間為一段圓弧；

(4)距離變化、姿態角變化：平面內可能有回轉模塊和連接模塊，還有移動模塊加搖擺模塊組合或者兩個搖擺模塊的組合。